Bitki Solunum Zinciri: Farklı Azot Kaynaklarına Cevapta Hücresel Redoks homeostazisi ve Alternatif Oksidazın Redoks Yanıtları
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2010
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Turgay Çakmak
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Rahmi DUMLUPINAR
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu araştırmada, azot kaynağındaki değişmeyle birlikte durağan olmayan bir redoks ortamında homeostazisin sağlanması için kullanılan temel biyokimyasal proseslerden ve muhtemel oksidatif stresten doğacak hücresel redoks durumunda meydana gelen değişime bitki fizyolojisi ve moleküler biyolojisi çalışmalarında model organizmalar olarak kullanılan Arabidopsis thaliana ekotip Colombia-0 bitkisinin kök ve Nicotiana tobacum cv. Bright Yellow-2 hücrelerinin verdiği cevapları tanımlamak amaçlanmıştır.Azot kaynağı olarak amonyum ve nitrat sağlanan A. thaliana köklerinin redoks durumu ve transkriptomlarını karşılaştırmak için fizyolojik olarak gerçekçi hidroponik büyüme sistemleri kullanıldı. Yeterli büyüklüğe ulaşan A.thaliana bitkileri 26 saat azot açlığına bırakılmış, daha sonra büyüme ortamlarına azot kaynağı olarak 1 mM konsantrasyonda amonyum veya nitrat ilave edilmiş ve azot kaynağı ilavesinden 0, 1.5 ve 8 saat sonra hasat edilen köklerde mikrodizi analizleri, real time PCR analizleri, NAD(H)/NADP(H) ve askorbat/glutatyon oksidasyon durumları, bazı antioksidant enzim aktiviteleri, lipid peroksidasyonu, protein karbonilasyonu ve H2O2 düzeylerindeki değişimler araştırılmıştır. Yine azot kaynağı olarak amonyum veya nitrat içeren besi yerinde kültüre alınan Nicotiana tobacum cv. Bright Yellow-2 hücrelerinin, hücresel ve alternatif solunum hızlarıyla birlikte alternatif oksidaz proteininin aktivasyon durumunda ve miktarında meydana gelen değişimler araştırılmıştır.A. thaliana kökleri kullanılarak gerçekleştirilen mikrodizi analizlerine göre azotla regüle edilen genlerin yaklaşık %60'ı amonyum ve nitrata ortak cevaplar sergilerken, önemli oranda ?nitrat-spesifik? ve ?amonyum-spesifik? gen setleri de tanımlanmıştır. Sitokinin cevabında ve indirgeyici üretimi/dağılımını içeren metabolik yollar nitrata cevapta değişirken, amonyum-sağlanmış köklerde kompleks bir biotik stres cevabı ve nodulin gen ekspresyonunda değişimler tanımlanmıştır.Azot kaynağı olarak nitrat uygulanmış A.thaliana köklerinde muhtemelen mitokondriyal matriksten sitosole artan oranda indirgeyicilerin transferinden dolayı H2O2 üretiminde hızlı bir azalma gözlenmiştir. Farklı azot kaynaklarına cevapta NAD(H)/NADP(H) ve askorbat/glutatyon oksidasyon durumunda önemli bir değişim olmadığı belirlenmiştir. Yeni azot kaynağı ilavesinden özellikle 1.5 saat sonra amonyum uygulanmış köklerde ölçülen tüm antioksidant enzimlerde kontrole (0. saat) ve nitrata kıyasla artış belirlenmiştir. Yine amonyum sağlanmış grupta protein karbonilasyonunda hem kontrole hem de nitrat grubuna kıyasla önemli artış belirlenmiş, bunun yanında lipid peroksidasyonunda önemli bir değişim gözlenmemiştir.Azot kaynağı olarak amonyum içeren ortamlarda kültüre alınmış N. tabacum hücrelerinin hem hücresel ve hem de alternatif solunum hızlarının nitrat kontrollerine kıyasla daha yüksek düzeyde olduğu belirlenmiştir. Yine protein immünoblot analizleri sonucunda indirgenmiş alternatif oksidaz proteininin miktarında amonyuma cevapta çok önemli düzeyde artış olduğu belirlenmiştir.